Question

【題目】以軟錳礦粉(主要含MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì))為原料制取高純MnO2的流程如下:

(1)酸浸時(shí)所發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為_____________。

(2)酸浸時(shí)加入一定體積的硫酸,硫酸濃度不能過小或過大。當(dāng)硫酸濃度偏小時(shí),酸浸時(shí)會(huì)有紅褐色渣出現(xiàn),原因是_______。硫酸濃度不能過大的原因是_____________。

(3)過濾Ⅱ所得濾渣為MnCO3,濾液中溶質(zhì)的主要成分是_____。

(4)焙燒MnCO3的裝置如下圖所示:

①焙燒時(shí)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

②焙燒一定時(shí)間后需轉(zhuǎn)動(dòng)石英管,目的是_____。

Answer 1

【答案】 2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O 生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀 用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時(shí)會(huì)消耗過多的氨水,造成原料的浪費(fèi) (NH4)2SO4 2MnCO3+O22MnO2+2CO2 使得MnCO3能充分反應(yīng),提高M(jìn)nCO3的轉(zhuǎn)化率

【解析】軟錳礦粉(主要含MnO2，還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì))酸浸時(shí)，Fe2O3、Al2O3被硫酸溶解生成硫酸鐵和硫酸鋁，二氧化錳與硫酸亞鐵在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸錳和硫酸鐵；加入氨水調(diào)節(jié)pH，使鋁離子和亞鐵離子沉淀除去，在濾液中加入碳酸氫銨，沉淀錳離子，然后在空氣中焙燒碳酸錳得到二氧化錳。

(1)酸浸時(shí)所發(fā)生主要反應(yīng)是二氧化錳被硫酸亞鐵還原，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ MnO2+4H+=2Fe3++ Mn2++2H2O，故答案為：2Fe2++ MnO2+4H+=2Fe3++ Mn2++2H2O；

(2)酸浸時(shí)加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過小或過大。當(dāng)硫酸濃度偏小時(shí)，鐵離子水解程度較大，會(huì)有紅褐色氫氧化鐵沉淀出現(xiàn)；硫酸濃度過大，用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時(shí)會(huì)消耗過多的氨水，造成原料的浪費(fèi)，故答案為：生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀；用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時(shí)會(huì)消耗過多的氨水，造成原料的浪費(fèi)；

(3)過濾II所得濾渣為MnCO3，濾液中主要含有(NH4)2SO4，故答案為：(NH4)2SO4；

(4)①在空氣中焙燒碳酸錳生成二氧化錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnCO3+O22MnO2+2CO2，故答案為：2MnCO3+O22MnO2+2CO2；

②焙燒一定時(shí)間后需轉(zhuǎn)動(dòng)石英管，可以使得MnCO3能充分反應(yīng)，提高MnCO3的轉(zhuǎn)化率，故答案為：使得MnCO3能充分反應(yīng)，提高MnCO3的轉(zhuǎn)化率。